Objav, na ktorom sa podieľali aj vedci z Akadémie vied ČR, má zásadný vplyv na chápanie evolučných procesov a ich využitie v ochrane prírody.
Hrdziak lesný, malý lesný hlodavec, je úžasný modelový druh pre štúdium účinkov klimatických zmien na živé organizmy. Vedcom ukázal nielen gény, ktoré sú univerzálnymi pomocníkmi pri prežití v extrémnych podmienkach, ale prostredníctvom modelov adaptácie na globálne otepľovanie aj umožňuje nahliadnuť do budúcnosti. Zdroj: AV ČR. Foto: P. Kotlík
V podmienkach rýchlo sa meniacej klímy môže byť génový mix kľúčovým faktorom prežitia druhov. Umožňuje totiž vznik nových adaptácií. Ukazujú to výsledky výskumu vedeckého tímu z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky Akadémie vied Českej republiky (AV ČR) v spolupráci s Oklahomskou a Cornellovou univerzitou v USA. Objav môže zmeniť doterajší prístup k ochrane ohrozených druhov.
Génový mix ako zdroj genetickej rozmanitosti
Znížená genetická variabilita často vedie k poklesu životaschopnosti populácií a niekedy dokonca k vyhynutiu druhov. Ohrozené populácie sa však niekedy dajú geneticky zachrániť – primiešaním génov inej populácie. „Naše výsledky ukazujú, že takýto génový mix môže byť zásadným zdrojom genetickej rozmanitosti, ktorý umožňuje rýchle prispôsobenie sa meniacim sa podmienkam,“ uviedol Petr Kotlík z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky AV ČR.
Vedci tento fenomén opísali na príklade malého hlodavca hrdziaka lesného v Spojenom kráľovstve. Zistili, že miešanie génov populácií prispôsobených rôznym klimatickým podmienkam viedlo k vzniku populácie lepšie vybavenej na prežitie v nových podmienkach.
Kolonisti priniesli odlišnú výbavu
Hrdziak lesný, bežný hlodavec lesov mierneho pásma, je ideálny model pre štúdium tohto procesu. Jeho populácia v Spojenom kráľovstve totiž vznikla spojením dvoch migračných vĺn z rôznych európskych refúgií po ľadovej dobe. Každá vlna kolonistov priniesla odlišnú genetickú výbavu, čím vznikli nové kombinácie adaptívnych znakov.
„Porovnali sme medzi sebou jednotlivé gény tohto génového mixu a zistili sme, že kľúčové gény pre klimatickú adaptáciu vykazujú odlišnú mieru miešania v porovnaní s ostatnými génmi. Miera tohto miešania je buď väčšia, čo znamená, že výhodnejší variant priniesli kolonisti, ktorí prišli neskôr, alebo menšia, ak pochádza výhodnejší variant od prvých kolonistov,“ opísala výsledky celogenómovej analýzy populácií hrdziakov autorka štúdie Michaela Horníková z Ústavu živočíšnej fyziológie a genetiky AV ČR.
Prispôsobenie sa zmene klímy na konci ľadovej doby tak bolo hnacou silou genetického miešania. Táto genetická rôznorodosť nielenže umožnila hrdziakom adaptovať sa na zmenu klímy po skončení ľadovej doby, ale poskytuje im aj dôležitú výhodu v podobe zásoby adaptácií pre prípad budúcich klimatických zmien.
Genetická čistota nie je vždy výhodou
Tento objav má zásadný dosah na chápanie evolučných procesov a ich využitie v ochrane prírody. Tradične sa pri genetickej záchrane ohrozených druhov kládol dôraz na zachovanie genetickej čistoty, aby sa predišlo narušeniu miestnych adaptácií. „Naše výsledky však túto predstavu boria. Ukazujú, že miešanie populácií prispôsobených rôznym podmienkam môže byť kľúčové pre prežitie druhov,“ objasnil Petr Kotlík.
Podobné genetické miešanie sa objavuje nielen medzi populáciami jedného druhu, ale aj medzi rôznymi druhmi. „Sú známe príklady, keď kríženie medzi druhmi prinieslo evolučné výhody. Ľudia napríklad nesú vo svojej genetickej výbave niektoré imunitné gény od iných druhov hominidov a odlišné druhy myší si zasa odovzdali gény pre rezistenciu k rodenticídom – pesticídom určeným na hubenie hlodavcov,“ dodala Michaela Horníková.
Asistovaná adaptácia
Výsledky tohto výskumu otvárajú nové možnosti ochrany ohrozených druhov v kontexte klimatických zmien. Jednou z diskutovaných stratégií je takzvaná asistovaná adaptácia. Tá zahŕňa vytváranie podmienok pre stretnutie izolovaných populácií alebo dokonca premiestnenie jedincov so žiaducimi génmi do nových oblastí. „Keď pochopíme, ako a odkiaľ druhy získavajú genetickú rôznorodosť a schopnosť prispôsobiť sa novým podmienkam, môžeme lepšie predpovedať dosahy klimatických zmien a zmierňovať ich následky pri najohrozenejších druhoch,“ uzatvoril Petr Kotlík.
Zdroj: TS AV ČR
(zh)
